KR20060022417A - 주사선 만곡이 개선된 광주사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부주사 방향으로 소정의 각도를 가지고 광이 입사하는 경우에 발생하는 상면 상의 주사선 만곡을 개선하는 것이 가능한 광주사장치를 개시한다. 본 발명의 한 유형에 따른 광주사장치는, 광을 발생시키는 광원; 상기 광원에서 발생한 광을 피주사면에 주사하여 결상시키는 광학부; 상기 광원 및 광학부를 둘러싸는 하우징; 상기 광학부에서 출사된 광이 하우징을 통과하여 피주사면에 입사할 수 있도록, 피주사면과 대향하는 하우징면에 설치된 광투과성 커버글래스; 상기 커버글래스의 양단부를 클램핑하는 커버글래스 홀더; 및 상기 커버글래스 홀더를 하우징 내부의 소정의 위치에 고정시키는 고정부재;를 포함하며, 상기 커버글래스 양단부에 있는 각각의 고정부재는 독립적으로 위치 변동이 가능한 것을 특징으로 한다.

광주사장치, 주사선 만곡, 아나모픽, 레이저프린터, 보정렌즈, 커버 글래스, 감광드럼

Description

주사선 만곡이 개선된 광주사장치{Laser scanning unit capable of correcting a curvature of field}

도 1은 일반적인 광주사장치의 구조를 개략적으로 도시한다.

도 2는 일반적인 탠덤형 광주사장치의 구조를 개략적으로 도시한다.

도 3은 하우징과 커버글래스를 포함하는 광주사장치의 구조를 개략적으로 도시한다.

도 4는 본 발명에 따른 광주사장치의 커버글래스 구조를 도시하는 평면도이다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 커버글래스의 동작 상태를 도시한다.

도 6은 본 발명에 따른 커버글래스의 회전 동작을 도시한다.

도 7은 본 발명에 따른 커버글래스를 회전시키기 위한 구조를 도시한다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

40.....광주사장치 하우징 41.....고정부재

42.....커버글래스 홀더 43.....커버글래스 지지보스

45.....커버글래스 46.....커버글래스 회전부재

47.....장홀 48.....샤프트

본 발명은 주사선 만곡이 개선된 광주사장치 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 부주사 방향으로 소정의 각도를 가지고 광이 입사하는 경우에 발생하는 상면 상의 주사선 만곡을 개선하는 것이 가능한 광주사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 프린터는 레이저 다이오드(laser diode)로부터 방출되는 레이저광을 감광체 상에 스캐닝하면서 결상시키고, 감광체에 형성되는 잠상을 종이와 같은 매체에 전사함으로써 화상 이미지를 재현하는 인쇄 장치이다. 광주사장치는 이러한 레이저 프린터에서 레이저광을 발생시켜 감광체에 결상시키는 기능을 수행하는 화상형성장치이다. 도 1은 일반적인 광주사장치를 개략적으로 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 광주사장치는 크게 광원(11), 콜리메이팅 렌즈(12), 실린더 렌즈(13), 폴리곤 미러(20), 주사렌즈(30), 주사선 만곡 보정렌즈(50) 및 감광드럼(60) 등으로 구성된다. 레이저 다이오드와 같은 광원(11)으로부터 방출된 광빔은 콜리메이팅 렌즈(12)에 의해 광축에 대해 평행빔으로 변환된다. 상기 평행빔은 실린더 렌즈(13)를 통과하여 부(部)주사 방향으로 수렴됨으로써 부주사 방향에 대해 수평방향의 선형광이 된다. 그런 후, 상기 수평방향의 선형광은 고속으로 회전하는 폴리곤 미러(20)에 의해 주(主)주사 방향(즉, 용지의 가로 방향)으로 등속도로 이동되면서 주사렌즈(30) 및 보정렌즈(50)를 거쳐 감광드럼(60) 상에 결상된다. 여기서, 주사렌즈(30)는 광축에 대해 일정한 굴절율을 가지며, 폴리곤 미러(20)에서 반사된 등속도의 광을 주주사 방향으로 편광시켜 감광 드 럼(60) 상에 초점을 맞추는 기능을 한다.

상기와 같은 구성의 광주사장치에서, 주사렌즈(30)를 통과한 광빔은 주주사 방향을 따라 일직선으로 피주사면에 주사되어야 한다. 그러나, 주사렌즈(30)의 수차 등으로 인해 광빔이 부주사 방향으로 수~수십㎛ 정도 벗어나게 된다. 이로 인해, 피주사면의 주주사 방향을 따라 광빔이 일직선으로 주사되지 않으며, 빔 스폿의 궤적인 주사선이 피주사면에서 만곡되는 문제가 발생한다. 이러한 주사선의 만곡을 보우(bow)라고 하는데, 보우는 인쇄정밀도를 낮게 하여 화상품질을 저하시킨다.

특히, 컬러 레이저 프린터 등에서 사용되는 탠덤형 광주사장치의 경우, 주사선 만곡은 큰 문제로 작용한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 탠덤형 광주사장치는, 여러 개의 광빔을 하나의 폴리곤 미러로 동시에 편향시킨 후, 미러(40,41)를 통해 각각의 감광드럼(60a,60b) 상에 주사한다. 이를 위해서, 탠덤형 광주사장치의 경우, 광빔을 폴리곤 미러에 대해 부주사 방향으로 비스듬하게 입사시키고 있다. 그러나, 이렇게 광빔이 부주사 방향으로 비스듬하게 폴리곤 미러에 입사하면, 주사선 만곡은 더욱 발생하기 쉬워진다. 더욱이, 각각의 감광드럼 상에서의 주사선 만곡이 각각 다르게 형성되기 때문에, 컬러 레이저 프린터의 경우, 색재현성이 크게 저하된다.

이러한 문제를 일으키는 주사선 만곡을 억제하기 위해, 종래의 경우 2매의 주사렌즈(31,32)와 1매의 주사선 만곡 보정렌즈(50)를 사용하고 있다. 여기서, 주사선 만곡 보정렌즈(50)는 주주사 방향의 파워 분포를 변화시키지 않으면서 상술한 주사선 만곡을 보정하기 위한 것으로, 상기 보정렌즈(50)의 한쪽 면은 아나모픽(anamorphic) 비구면 형태를 갖는다. 그러나, 이러한 구성은, 부품점수의 증가, 제작 및 조립비용의 상승을 초래한다. 더욱이, 상기 보정렌즈(50)는, 두께방향에 비해 길이방향이 매우 긴 형태를 갖는 아나모픽 비구면이기 때문에, 플라스틱 사출 렌즈로 제작할 수밖에 없다. 그러나, 플라스틱 사출 렌즈로는 원하는 만큼의 형상 정밀도를 구현하는 것이 매우 어렵다. 따라서, 상기 보정렌즈를(50) 채용할 경우, 이론적인 설계성능 구현은 가능할 수도 있으나, 부품수의 증가, 무게 및 부피의 중량화, 부품제작의 난이함, 제작 및 조립비용의 상승 등의 문제가 발생한다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은, 광원으로부터 폴리곤 미러로 입사하는 광이 부주사 방향에 대해 소정의 각도로 입사함으로써 발생하는 주사선 만곡을 보정렌즈 없이도 보정할 수 있는 광주사장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 유형에 따른 광주사장치는, 광을 발생시키는 광원; 상기 광원에서 발생한 광을 피주사면에 주사하여 결상시키는 광학부; 상기 광원 및 광학부를 둘러싸는 하우징; 상기 광학부에서 출사된 광이 하우징을 통과하여 피주사면에 입사할 수 있도록, 피주사면과 대향하는 하우징면에 설치된 광투과성 커버글래스; 상기 커버글래스의 양단부를 클램핑하는 커버글래스 홀더; 및 상기 커버글래스 홀더를 하우징 내부의 소정의 위치에 고정시키는 고정부 재;를 포함하며, 상기 커버글래스 양단부에 있는 각각의 고정부재는 독립적으로 위치 변동이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광주사장치는, 주주사 방향을 기준으로 상기 커버글래스의 중심 부분을 고정 및 지지하기 위한 지지 보스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광주사장치는, 상기 커버글래스를 통과하는 광이 부주사 방향으로 편향될 수 있도록 상기 커버글래스를 회전시키는 회전부재를 더 포함한다. 이때, 상기 회전부재는 상기 커버글래스 홀더와 고정부재 사이에 위치하며, 상기 커버글래스 홀더와 상기 고정부재는 상기 회전부재를 관통하는 두 개의 샤프트를 통해 상호 결합됨으로써, 상기 회전부재의 회전이 상기 샤프트를 통해 상기 커버글래스 홀더로 전달된다. 한편, 상기 샤프트가 관통할 수 있도록 상기 회전부재 내에 형성된 개구는, 상기 커버글래스 홀더와 고정부재가 상기 회전부재에 대해 상대적으로 이동 가능하도록 장홀 형태인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광주사장치의 구성 및 동작에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 하우징(housing)과 커버글래스(cover glass)를 포함하는 광주사장치의 구조를 개략적으로 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적으로 광주사장치의 광학부는 프린터 내부에서 발생하는 먼지 등으로 인해 오염되는 것을 방지하기 위하여 별도의 하우징(40) 내에 설치되어 있다. 즉, 광원(11), 콜리메이팅 렌즈(12), 실린더 렌즈(13), 폴리곤 미러(20), 주사렌즈(30) 등은 하우징(40) 내에 설 치됨으로써 외부의 먼지 등으로부터 보호를 받는다. 이때, 상기 광학부에서 출사된 광이 감광드럼(60)과 같은 피주사면에 입사할 수 있기 위해서는, 광이 하우징(40)을 통과할 수 있어야 한다. 이를 위해서, 일반적으로 피주사면과 대향하는 하우징(40)의 한쪽 면에는 광투과성 커버글래스(45)가 설치되어 있다.

본 발명의 특징은, 주사선 만곡을 보정하는 별도의 보정렌즈를 사용하는 대신, 일반적인 광주사장치에 이미 존재하는 부품인 커버글래스(45)를 사용하여 주사선 만곡을 보정한다는 것이다. 즉, 종래에 평평한 상태로 사용하던 커버글래스(45)를 소정의 각도로 기울이거나 휨으로써 주사선 만곡을 보정한는 보정렌즈의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하는 것이다.

도 4는 이를 위한 본 발명에 따른 광주사장치의 커버글래스 구조를 도시하는 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광주사장치는, 커버글래스(45)의 양단부를 클램핑하는 커버글래스 홀더(42), 상기 커버글래스 홀더(42)를 하우징(40) 내부의 소정의 위치에 고정시키는 고정부재(41) 및 커버글래스(45)를 통과하는 광이 부주사 방향으로 편향될 수 있도록 상기 커버글래스(45)를 회전시키는 회전부재(46)를 포함한다. 그리고, 상기 커버글래스 홀더(42)와 고정부재(41) 사이의 회전부재(46)를 관통하는 두 개의 샤프트(48)를 통해 상기 커버글래스 홀더(42)와 고정부재(41)가 상호 결합되어 있다.

이때, 상기 커버글래스(45) 양단부에 있는 각각의 고정부재(41)는, 도 4에서 화살표로 표시한 바와 같이, 독립적으로 위치 변동이 가능하다. 고정부재(41)가 샤프트(48)를 통해 커버글래스 홀더(42)와 결합되어 있기 때문에, 커버글래스(45)의 양단부에 있는 각각의 고정부재(41)를 하우징(40) 내의 임의의 위치에 설치함으로써 커버글래스(45)가 임의의 각도로 휘어지는 것이 가능하다.

도 5a 내지 도 5c는 고정부재(41)의 위치 변동에 따른 커버글래스(45)의 휨 상태를 도시하고 있다. 먼저, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 양측의 고정부재(41)가 모두 동일한 방향으로 이동할 수도 있다. 그러면, 주주사 방향을 기준으로 커버글래스(45)의 중심부가 커버글래스 지지보스(43)에 의해 고정되어 있기 때문에, 커버글래스(45)의 양단부가 모두 동일한 방향으로 이동한다. 따라서, 커버글래스(45)가 활 모양으로 휘어지면서 한쪽 면은 볼록하게 되고, 다른 쪽면은 오목하게 된다. 이때, 고정부재(41)의 이동방향에 따라, 커버글래스(45)의 볼록한 면이 주사렌즈(30)를 향할 수도 있고, 감광드럼(60)을 향할 수도 있다. 한편, 도 5c에 도시된 바와 같이, 양측의 고정부재(41)가 서로 반대 방향으로 이동할 수도 있다. 그러면, 상기 커버글래스(45)의 양단부가 서로 반대 방향으로 휘어지게 된다. 이렇게, 고정부재(41)의 위치에 따라 커버글래스(45)의 휨 상태가 다양하게 변할 수 있으므로, 각 광주사장치의 주사선 만곡 정도에 따라 적당하게 커버글래스(45)를 휘게 하는 것이 가능하다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 커버글래스(45)의 회전 동작을 도시한다. 앞서 설명한 회전부재(46)는 커버글래스(45)를 통과하는 광이 부주사 방향으로 편향될 수 있도록 하기 위한 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 주사선 만곡은 광이 부주사 방향으로 수~수십㎛ 벗어나면서 발생하는 현상이다. 따라서, 주사선 만곡 정도에 따라 커버글래스(45)를 적절히 회전시킴으로써, 상기 커버글래스(45)를 통과하는 광을 부주사 방향으로 편향시키면 주사선 만곡의 보정이 가능하다. 특히, 회전부재(46)를 통해 커버글래스(45)를 회전시키는 동시에, 고정부재(41)를 통해 커버글래스(45)를 휘게 하면, 커버글래스(45)를 통과하는 광이 부주사 방향으로 편향되는 정도가 주주사 방향을 따라 가면서 점차 변하기 때문에, 전체 광 주사 영역에 있어서 주사선 만곡의 보정이 가능하다.

도 7은 커버글래스(45)를 회전시키기 위한 회전부재(46)를 도시하는 측면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 커버글래스 홀더(42) 및 고정부재(41)에 연결된 두 개의 샤프트(48)가 회전부재(46)를 관통하고 있다. 따라서, 회전부재(46)가 회전하면, 회전부재(46)의 회전이 상기 두 개의 샤프트(48)를 통해 커버글래스 홀더(42)로 전달되고, 이에 따라 커버글래스(45)가 회전할 수 있다. 이때, 상기 샤프트(48)가 관통할 수 있도록 회전부재(46) 내에 형성된 개구는, 도 7에 도시된 바와 같이, 한 쪽으로 길쭉한 장홀(47) 형태이다. 이렇게 회전부재(46) 내에 장홀(47)이 형성되어 있기 때문에, 장홀(47)의 범위 내에서 샤프트(48)가 이동 가능하게 된다. 그 결과, 상기 커버글래스 홀더(42)와 고정부재(41)가 상기 회전부재(46)에 대해 상대적으로 이동 가능하게 되며, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같은 커버글래스(45)의 휨이 가능하게 되다. 그러므로, 고정부재(41)를 통해 커버글래스(45)의 휨을 조정할 수 있는 거리는 상기 장홀(47)의 크기로 한정된다.

이러한 구성에서, 각각의 광주사장치의 주사선 만곡 정도에 따라, 고정부재(41)의 위치 및 회전부재(46)의 회전 각도를 적절히 조정한 후에는, 예컨대, 나사 등을 이용하여 고정부재(41)와 회전부재(46)의 위치를 고정시켜 더 이상 움직이지 않게 한다. 이렇게 하면, 이미 존재하는 커버글래스를 이용하여 각 광주사장치마다 개별적으로 정밀하게 주사선 만곡을 보정할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 종래의 경우에는 제작이 어려운 보정렌즈를 광주사장치 내에 별도로 추가함으로써 주사선 만곡 문제를 개선하였으나, 본 발명에 따른 광주사장치에서는 기존의 커버글래스를 소정의 각도로 기울이거나 휨으로써 간단히 주사선 만곡을 보정할 수 있다. 따라서, 별도의 추가적인 부품이 필요 없어, 조립 공정이 간단해지며 광주사장치의 제조 비용을 절약할 수 있다.

더욱이, 종래에는 일률적으로 제조된 보정렌즈를 통해 광주사장치의 주사선 만곡을 보정하였기 때문에, 각 광주사장치마다 결상 품질이 다를 수도 있지만, 본 발명에 따르면, 각각의 광주사장치마다 개별적인 조정이 가능하므로 모든 광주사장치에 대해 균일한 결상 품질을 보장할 수 있다.

Claims (5)

1. 복수의 광 빔을 단일 폴리곤 미러로 편향시켜 감광드럼면 상에 결상시키는 광주사장치에 있어서, 커버글래스의 회전 또는 휨을 통해서 주사선 만곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광주사장치는:

   광을 발생시키는 광원;

   상기 광원에서 발생한 광을 피주사면에 주사하여 결상시키는 광학부;

   상기 광원 및 광학부를 둘러싸는 하우징;

   상기 광학부에서 출사된 광이 하우징을 통과하여 피주사면에 입사할 수 있도록, 피주사면과 대향하는 하우징면에 설치된 광투과성 커버글래스;

   상기 커버글래스의 양단부를 클램핑하는 커버글래스 홀더; 및

   상기 커버글래스 홀더를 하우징 내부의 소정의 위치에 고정시키는 고정부재;를 포함하며, 상기 커버글래스 양단부에 있는 각각의 고정부재는 독립적으로 위치 변동이 가능한 것을 특징으로 하는 광주사장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   주주사 방향을 기준으로 상기 커버글래스의 중심 부분을 고정 및 지지하기 위한 지지 보스; 및

   상기 커버글래스를 통과하는 광이 부주사 방향으로 편향될 수 있도록 상기 커버글래스를 회전시키는 회전부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 회전부재는 상기 커버글래스 홀더와 고정부재 사이에 위치하며, 상기 커버글래스 홀더와 상기 고정부재는 상기 회전부재를 관통하는 두 개의 샤프트를 통해 상호 결합됨으로써, 상기 회전부재의 회전이 상기 샤프트를 통해 상기 커버글 래스 홀더로 전달되는 것을 특징으로 하는 광주사장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 샤프트가 관통할 수 있도록 상기 회전부재 내에 형성된 개구는, 상기 커버글래스 홀더와 고정부재가 상기 회전부재에 대해 상대적으로 이동 가능하도록 장홀 형태인 것을 특징으로 하는 광주사장치.

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